全血过滤及定量移取微流控芯片制造技术

本发明专利技术涉及一种微流控芯片，尤其涉及一种全血过滤及定量移取微流控芯片；包括芯片主体、以及设置在芯片主体上的全血分离机构、防倒流微阀、液体定量机构、推进液机构、阻流微阀和出液机构；其中：全血分离机构包括依次设置的进液口、全血滤膜和收集单元，用于将血液过滤分离得到血浆、并在毛细作用下经防倒流微阀传送至液体定量机构；防倒流微阀用于阻止液体定量机构中的血浆逆流至全血分离机构；阻流微阀用于阻止血浆在无外界压力情况下流出；推进液机构用于将推进液在压力作用下将定量血浆经阻流微阀推送至出液机构；本发明专利技术的全血过滤及定量移取微流控芯片，有效分离血细胞和血浆并定量移取血浆、适合与其他类型芯片组合使用。

Whole blood filtration and quantitative displacement microfluidic chip

The invention relates to a microfluidic chip, especially relates to a blood filtration and quantitative pipette microfluidic chip; including chip main body, and is arranged in the main body of the whole chip separation mechanism, micro backflow valve, liquid quantitative mechanism, promoting mechanism, liquid flow micro valve and the liquid outlet mechanism; the blood separation mechanism comprises a liquid inlet, blood filtration and collecting unit for filtering blood plasma, and isolated the anti reflux valve is transmitted to the micro liquid quantitative mechanism by capillary action in the micro valve used to prevent backflow; blood plasma countercurrent to the separation mechanism of liquid quantitative mechanism; micro flow valve used to prevent plasma in case of no outflow of external pressure; promoting mechanism for liquid will promote the fluid under pressure will flow through quantitative analysis of plasma micro valve is pushed to the outlet mechanism; blood filtration of the invention And quantitative displacement microfluidic chip, which can effectively separate the blood cells and plasma, quantitatively remove the plasma, and is suitable for the use of other types of chips.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微流控芯片，尤其涉及一种全血过滤及定量移取微流控芯片。
技术介绍
目前临床单位进行全血分离的主要方法是通过采血管离心分离：其一为分离胶促凝采血管，使用3000rpm低速离心，使血红细胞和血清因为密度差别分层到分离胶的两侧；采血管中有促凝成分和分离胶，促凝成分可以促进凝血过程，使红细胞及凝血蛋白聚集起来，更易离心下来。其二为EDTA/枸橼酸钠/肝素抗凝采血管，也是临床常见采血管，其中分别添加了EDTA/枸橼酸钠/肝素钠抗凝成分，可以阻碍凝血过程，在3000rpm低速离心的条件下，血红细胞会和血浆分层。除此之外，中国专利公布号为CN204544220U的专利技术专利，还公开了一种旋转离心全血分离芯片及其制备方法，其通过离心力将血红细胞和血浆分离，并形成一个虹吸作用在离心结束后将上清分离。然而采用该专利技术对上样量及血红细胞所占比例有比较高的要求，上样量太少会导致无法实现虹吸，血红细胞所占比例太大会导致虹吸过程中血红细胞被吸入收集仓，使用效果不稳定；并且该方法需使用离心设备，成本较高。微流控芯片又称芯片实验室(Lab-on-a-Chip)，是一种微型全分析系统(μ-TAS)，它是一种操控微小体积流体在微小通道或构件中流动的系统，涉及到物理、化学、生物等多个基础学科领域。微流控芯片以微流控技术为基础，包含微米至纳米级别的通道、腔、阀、泵等小尺度器件，利用其特性控制流体运动和物理化学变化。中国专利公布号为CN103041879A的专利技术专利，即公开了一种基于微流控技术的微/纳升定量进样微流控芯片及其制备方法，该方法采用电渗作为驱动力定量进样；然而该专利设计需要使流道内充满液体，仅适用于电泳类微流控芯片，不适合与其他类型芯片组合使用。有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期基于微流控技术创设一种兼具全血过滤及定量移取微流控芯片，使其更具有产业上的利用价值。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种有效分离血细胞和血浆并定量移取血浆、可以与其他类型芯片组合使用或进一步集成为检测芯片的全血分离及定量移取模块的全血过滤及定量移取微流控芯片。本专利技术提供一种全血过滤及定量移取微流控芯片，包括芯片主体、以及设置在芯片主体上的全血分离机构、防倒流微阀、液体定量机构、推进液机构、阻流微阀和出液机构；其中：所述全血分离机构包括依次设置的进液口、全血滤膜和收集单元，所述全血滤膜用于将自进液口进入的血液过滤分离得到血浆，所述收集单元用于收集分离得到的血浆、并将血浆在毛细作用下经防倒流微阀传送至液体定量机构；所述防倒流微阀用于阻止液体定量机构中的血浆逆流至全血分离机构；所述液体定量机构包括用于容置定量血浆的储液腔；所述阻流微阀设置在液体定量机构的输出端、并用于阻止储液腔中的血浆在无外界压力情况下流出；所述推进液机构包括用于容置推进液的推进液腔和推进单元，所述推进单元用于将推进液腔内的推进液在压力作用下推送至储液腔、并将储液腔内的定量血浆经阻流微阀推送至出液机构；所述出液机构包括出液口，所述出液口用于排出定量分离后的血浆。进一步的，所述芯片主体为PMMA材料、玻璃材料、PS材料芯片主体，其中PMMA材料又被称为聚甲基丙烯酸甲酯或亚克力材料，PS材料又被称为聚苯乙烯材料。进一步的，所述收集单元包括收集腔、设置在收集腔内的多个支撑柱、以及支撑层，所述支撑层设置在支撑柱上，所述全血滤膜设置在所述支撑层上，所述进液口设置在所述全血滤膜的上方。应当说明的是，支撑层的作用在于将全血滤膜支撑在支撑柱的上方，一方面起到支撑作用，另一方面起到防止全血滤膜与支撑柱顶面相互贴附，增大全血滤膜的过滤面积，提高过滤效果的作用；支撑层的材料可以选择多种，例如聚酯膜、玻璃纤维等结构疏松的纤维材料，自全血滤膜过滤而下的血浆，可以穿过纤维材料中的空隙，进入收集腔中。应当说明的是，全血滤膜并非可以将血细胞与血浆完全有效地分离，为了防止血细胞进入液体定量机构，所述收集腔的底部设置有排列为阶梯状的多个底台，所述支撑柱设置在所述底台上，支撑柱的顶面相互齐平，所述收集腔的出液口设置在靠近具有最高位置的底台的那一侧。阶梯状的底台，起到沉淀血细胞并限制血细胞朝向出液口方向位移的作用，相互间隔排布的支撑柱之间的间隙，又起到过滤并限制血细胞朝向出液口方向位移的作用。应当说明的是，底台的数量为3至5个，每个阶梯的高度约为150-250μm，底台数量较少对于血细胞的限制作用较为一般，而数量较多，则又受限制于芯片主体的厚度，反而降低了血细胞的过滤效果。进一步的，所述防倒流微阀为舌片式微阀或附壁式微阀；其中：所述舌片式微阀包括舌片，所述舌片在液体流动方向前侧与后侧的压力差为正值和负值的情况下分别为开启状态和闭合状态，换言之，当收集单元中收集得到血浆时，由于防倒流微阀靠近储液腔的一侧空置，前后两侧存在正值的压力差，血浆可以顺利通过舌片式微阀，当血浆流量达到一定值，或者推进液在推进单元的作用下进入储液腔时，防倒流微阀前后两侧的压力出现平衡或负值的压力差，舌片在压力差作用下发生形变或位移，将收集单元的出液口封闭；所述附壁式微阀包括主通道、以及并联在主通道上的多个旁路通道，所述旁路通道两端均以与主通道内液体流动方向相同的朝向连接在主通道上；附壁式微阀利用阻力差来实现液体的单向流动。进一步的，所述舌片式微阀包括阀体通道、舌片腔、以及舌片，所述舌片腔设置在所述阀体通道上，所述舌片的一端旋转或固定设置在所述舌片腔内。具体的，所述舌片为硅胶舌片。进一步的，所述储液腔为毛细管、或毛细槽道。应当说明的是，储液腔的储液量与毛细管或毛细槽道的内径和长度有关，在内径一定的情况下，可以在有限尺寸的芯片主体上采用S型的毛细管或毛细槽道，以增加储液量。进一步的，所述阻流微阀包括流控腔，所述流控腔的进液口孔径大于所述液体定量机构输出端的孔径，所述流控腔的内径自进液口方向至出液口方向逐渐减小。阻流微阀利用液体表面浸润力作为阀门阻力，当定量血浆流到阻流微阀时，液体表面积突然增大，从而需要大量液体体积，这样就对液体向前的毛细流动产生了巨大阻力，从而起到阻流的作用；在施加压力将液体推入阻流微阀的流控腔后，其结构表面积迅速被饱和，使阻流微阀对后续液体流动不产生阻碍。具体的，所述流控腔包括按液体流动方向依次设置的前腔体和后腔体，所述前腔体为立方体型，所述前腔体的底面高度低于所述液体定量机构输出端的底面高度，所述后腔体的内径按液体流动方向逐渐减小。进一步的，所述推进液机构为拆卸式推进液机构或模块式推进液机构，其中，所述拆卸式推进液机构以可拆卸方式连接在所述芯片主体上，并在所述芯片主体上设置有接头；所述模块式推进液机构一体化设置在所述芯片主体上。进一步的，所述推进液机构包括座体，所述座体上设置有活塞孔，活塞孔可以设置在座体的顶面，也可设置在座体的侧面，所述座体内部设置有推进液腔，所述推进单元为活塞块，所述活塞块在所述活塞孔内相对滑动，所述活塞孔的内壁上设置有用于限制所述活塞块单向位移的限位件。应当说明的是，这种结构的推进液机构，可以设置为拆卸式推进液机构，也可设置为模块式推进液机构。应当说明的是，凡是能够实现活塞块在活塞孔内单向位移的限位件，均本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全血过滤及定量移取微流控芯片，其特征在于：包括芯片主体、以及设置在芯片主体上的全血分离机构、防倒流微阀、液体定量机构、推进液机构、阻流微阀和出液机构；其中：所述全血分离机构包括依次设置的进液口、全血滤膜和收集单元，所述全血滤膜用于将自进液口进入的血液过滤分离得到血浆，所述收集单元用于收集分离得到的血浆、并将血浆在毛细作用下经防倒流微阀传送至液体定量机构；所述防倒流微阀用于阻止液体定量机构中的血浆逆流至全血分离机构；所述液体定量机构包括用于容置定量血浆的储液腔；所述阻流微阀设置在液体定量机构的输出端、并用于阻止储液腔中的血浆在无外界压力情况下流出；所述推进液机构包括用于容置推进液的推进液腔和推进单元，所述推进单元用于将推进液腔内的推进液在压力作用下推送至储液腔、并将储液腔内的定量血浆经阻流微阀推送至出液机构；所述出液机构包括出液口，所述出液口用于排出定量分离后的血浆。

【技术特征摘要】
1.一种全血过滤及定量移取微流控芯片，其特征在于：包括芯片主体、以及设置在芯片主体上的全血分离机构、防倒流微阀、液体定量机构、推进液机构、阻流微阀和出液机构；其中：所述全血分离机构包括依次设置的进液口、全血滤膜和收集单元，所述全血滤膜用于将自进液口进入的血液过滤分离得到血浆，所述收集单元用于收集分离得到的血浆、并将血浆在毛细作用下经防倒流微阀传送至液体定量机构；所述防倒流微阀用于阻止液体定量机构中的血浆逆流至全血分离机构；所述液体定量机构包括用于容置定量血浆的储液腔；所述阻流微阀设置在液体定量机构的输出端、并用于阻止储液腔中的血浆在无外界压力情况下流出；所述推进液机构包括用于容置推进液的推进液腔和推进单元，所述推进单元用于将推进液腔内的推进液在压力作用下推送至储液腔、并将储液腔内的定量血浆经阻流微阀推送至出液机构；所述出液机构包括出液口，所述出液口用于排出定量分离后的血浆。2.根据权利要求1所述的全血过滤及定量移取微流控芯片，其特征在于：所述收集单元包括收集腔、设置在收集腔内的多个支撑柱、以及支撑层，所述支撑层设置在支撑柱上，所述全血滤膜设置在所述支撑层上，所述进液口设置在所述全血滤膜的上方。3.根据权利要求2所述的全血过滤及定量移取微流控芯片，其特征在于：所述收集腔的底部设置有排列为阶梯状的多个底台，所述支撑柱设置在所述底台上，所述收集腔的出液口设置在靠近具有最高位置的底台的那一侧。4.根据权利要求1所述的全血过滤及定量移取微流控芯片，其特征在于：所述防倒流微阀为舌片式微阀或附壁式微阀；所述舌片式微阀包括舌片，所述舌片在液体流动方向前侧与后侧的压力差为正值和负值的情况下分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，徐兢，廖平璋，
申请(专利权)人：苏州市博纳泰科生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32